央廣網(wǎng)上海6月8日消息(記者吳善陽(yáng))都說(shuō)垃圾是放錯(cuò)了地方的資源，如何高效率的實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾的資源化利用？每天餐桌上丟棄的餐廚垃圾又是怎樣搖身一變，為手機(jī)或者平板電腦供電的呢？上海交大中英國(guó)際低碳學(xué)院有機(jī)廢物資源化研究團(tuán)隊(duì)與新加坡國(guó)立大學(xué)合作研發(fā)的分布式餐廚垃圾能源化系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)并解答這一切。重量為40kg的餐廚垃圾在投入系統(tǒng)內(nèi)的厭氧消化罐后，經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，隨后轉(zhuǎn)化為電力和熱力，其輸出的電能大約可供1000臺(tái)手機(jī)充電。
該分布式餐廚垃圾能源化系統(tǒng)在上海交通大學(xué)與新加坡國(guó)立大學(xué)聯(lián)合承擔(dān)的重大國(guó)際合作項(xiàng)目“超大城市的能源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展解決方案”Create-E2S2項(xiàng)目的支持下，已經(jīng)在新加坡國(guó)立大學(xué)率先應(yīng)用，目前有一套系統(tǒng)正在上海交通大學(xué)中英低碳學(xué)院試運(yùn)行，為城市發(fā)展中有機(jī)廢物的能源化處理和擴(kuò)大化商業(yè)化應(yīng)用提供了有力的基礎(chǔ)。
多處理單元組合，廢物原地變能源
餐廚垃圾的來(lái)源非常分散，傳統(tǒng)的做法是經(jīng)過(guò)垃圾車(chē)收集后進(jìn)行集中式處理。長(zhǎng)距離的運(yùn)輸帶來(lái)了高昂的成本，且運(yùn)輸過(guò)程中車(chē)輛帶來(lái)的廢氣排放，垃圾散發(fā)的臭氣等一系列問(wèn)題也影響著居民的生活環(huán)境和健康，而緩解這一問(wèn)題的方法之一就是盡量減少餐廚垃圾的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。
團(tuán)隊(duì)研發(fā)的分布式餐廚垃圾能源化系統(tǒng)采用了臨近垃圾產(chǎn)生源頭的原位處理方式，將所有處理和能源轉(zhuǎn)化設(shè)備集中在一個(gè)長(zhǎng)為6m的移動(dòng)式集裝箱內(nèi)。其中，整個(gè)系統(tǒng)的核心是厭氧消化罐，在餐廚垃圾被泵入?yún)捬跸拗埃枰?jīng)過(guò)研磨、混合等簡(jiǎn)單操作來(lái)提高后續(xù)厭氧消化處理的效果。
“按照特定的比例將厭氧微生物和餐廚垃圾混合后，在厭氧消化系統(tǒng)中，餐廚垃圾將會(huì)分解成沼氣，隨后沼氣通過(guò)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成電力和熱力，而這些產(chǎn)生的電能就可以直接輸出為附近人群提供手機(jī)充電以及其他服務(wù)�！痹擁�(xiàng)目負(fù)責(zé)人、上海交大中英國(guó)際低碳學(xué)院副教授張景新介紹說(shuō)。
能量利用效率高，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自我供電
餐廚垃圾可以通過(guò)該分布式餐廚垃圾能源化系統(tǒng)產(chǎn)生電能，且厭氧消化過(guò)程中產(chǎn)生的富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化物可進(jìn)一步加工作為肥料。但其中，電能和熱能的轉(zhuǎn)化和利用效率高低是團(tuán)隊(duì)研究者們十分關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題，這也直接決定著整個(gè)系統(tǒng)實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。
團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的調(diào)試和研究表明，整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的電能和熱能能夠滿(mǎn)足其自身工作需要的電能熱能。由于微生物作用需要保持在一定的最適溫度下，沼氣能源化產(chǎn)生的熱量將通過(guò)加熱水來(lái)使厭氧消化罐保持恒溫。同時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生的電能也遠(yuǎn)大于集裝箱內(nèi)燈光、風(fēng)扇、泵、攪拌器等其他設(shè)施的耗電量，剩余的電能將被儲(chǔ)存在電池中，用于其他用途。
“餐廚垃圾的組成成分影響著系統(tǒng)的發(fā)電量，當(dāng)組分中碳?xì)浠衔�、蛋白質(zhì)、脂肪的含量越高時(shí)，產(chǎn)生的沼氣越多，從而產(chǎn)生的電能也越多�！睆埦靶陆榻B說(shuō)。同時(shí)，經(jīng)過(guò)模擬計(jì)算，該系統(tǒng)處理一噸的餐廚垃圾的發(fā)電量為200-400kWh，換算下來(lái)，其產(chǎn)生的電能能夠?yàn)?3000-26000臺(tái)手機(jī)充電。
處理能力提升，推進(jìn)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用
目前，在新加坡國(guó)立大學(xué)食堂附近應(yīng)用該分布式餐廚垃圾能源化系統(tǒng)的結(jié)果表明，40kg餐廚垃圾足夠供1000臺(tái)手機(jī)充電�？紤]到餐廚垃圾生產(chǎn)量的差異，團(tuán)隊(duì)對(duì)系統(tǒng)在200kg和400kg的餐廚垃圾處理量的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，提高系統(tǒng)的每日處理能力，以滿(mǎn)足該系統(tǒng)在不同的處理量下均能有良好的處理效果和能源化效率。
數(shù)據(jù)顯示，新加坡的濕垃圾回收率僅為18%。自2019年上海市全面實(shí)施垃圾分類(lèi)政策后，上海市濕垃圾分出量為9200噸/日，清運(yùn)量為8200噸/日，而處理量?jī)H為5050噸/日。濕垃圾生產(chǎn)量的快速增長(zhǎng)和回收資源化能力不足也成為影響城市生活環(huán)境的嚴(yán)峻問(wèn)題。
“厭氧消化系統(tǒng)可以有效減少有機(jī)廢物和城鎮(zhèn)溫室氣體的排放并產(chǎn)生更多的能源，提高資源利用效率。在實(shí)現(xiàn)廢棄處理的同時(shí)，最小化自然資源、能源的消耗以及二次污染，將線(xiàn)性經(jīng)濟(jì)的概念轉(zhuǎn)變?yōu)檠h(huán)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的特大城市模式�！睆埦靶抡f(shuō)。
